本实用新型属于光学信息处理技术领域，特别涉及用于海雾环境观测的双波段主动偏振目标识别系统。
背景技术：
浓海雾是我国东南沿海地区最常见的一种自然现象，一年之中大部分时间被海雾笼罩。海雾形成时，由于降温或增湿使空气达到饱和或接近饱和状态而形成的水滴或冰晶悬浮在空气中，使目标物发出的光线被吸收、散射或折射，模糊目标物与其背景，造成能见度降低等现象。浓海雾严重干扰卫星遥感、无线通信，且会导致通常可见光、红外等目标识别设备完全失灵，使得对该海域采用传统的光学相关识别方法受到局限。
偏振作为独立于光强度(振幅)和波长(光谱、色彩)的光的又一固有特性，可分辨从物体散射出的光的不同偏振差异，具有信息载体作用，蕴含着大量的其它光学特性所不具有的信息。在烟、雾等特定传输环境下探测距离更远，具有穿烟透雾、辨别真伪、凸显目标的能力，弥补传统光度学观测中所存在的缺陷，且结合近红外穿透能力好的特点，可实现双波段偏振探测。但对于深远海域的目标进行探测识别，在海雾天气影响，目标可视化观测受限的因素下，仅采用这种被动探测方式使得监视探测受到能量的局限性，严重影响后续的识别结果。且在外场探测识别中，考虑到系统在保障识别质量的前提下，具有所用器件少、光路连接简单、轻小型化的特点。
因此，现有技术中亟需一种新型的技术方案解决这一问题。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题：为了补充现有对深海海域情况监视探测的缺陷，为海上目标识别提供有利依据及保障，本实用新型提供一种用于海雾环境观测的双波段主动偏振目标识别系统，采用传统联合变换相关器的探测原理，结合偏振与红外技术探测的优势，将现有被动探测方式转化为主动偏振探测，从而提高目标探测几率。
一种用于海雾环境观测的双波段主动偏振目标识别系统，其特征是：包括光源、第一分光系统、主动偏振发射系统、准直扩束系统、第二分光系统、双波段偏振探测系统、联合变换功率谱产生系统、相关峰产生系统、接收系统Ⅰ、接收系统Ⅱ及计算机处理与控制系统；
所述光源为可见光波段的连续激光光源；
所述第一分光系统位于光源的出射光路上，第一分光系统为半反半透镜，其透射能量与反射能量之比为1:1；
所述主动偏振发射系统位于第一分光系统的透射光路上，主动偏振发射系统包括沿光路顺次设置的偏振起偏组件、滤光片及光学望远物镜，且偏振起偏组件、滤光片和光学望远物镜处于同一光轴上；
所述准直扩束系统位于第一分光系统的反射光路上，准直扩束系统包括显微物镜、针孔及准直物镜，其中显微物镜的后焦面与准直物镜的前焦面重合，且针孔设置在重合焦面上；
所述第二分光系统放置在准直扩束系统的出射光路上，第二分光系统为半反半透镜，其透射能量与反射能量之比为1:1；
所述双波段偏振探测系统包括望远物镜、半反半透镜、可见光偏振组件和近红外偏振组件，其中可见光偏振组件置于半反半透镜的反射光路上，可见光偏振组件由可见光偏振片和液晶可变相位延迟器Ⅰ组成，近红外偏振组件置于半反半透镜的透射光路上，近红外偏振组件由近红外偏振片和液晶可变相位延迟器Ⅱ组成；
所述联合变换功率谱产生系统和接收系统Ⅰ依次设置在第二分光系统的透射方向上，其中联合变换功率谱产生系统包括电寻址液晶Ⅰ和傅里叶变换透镜Ⅰ，所述接收系统Ⅰ由CCD相机Ⅰ和旋转控制转台Ⅰ组成，且CCD相机Ⅰ置于旋转控制转台Ⅰ之上；
所述相关峰产生系统和接收系统Ⅱ依次设置在第二分光系统的反射方向上，其中相关峰产生系统由电寻址液晶Ⅱ和傅里叶变换透镜Ⅱ组成，所述接收系统Ⅱ由CCD相机Ⅱ和旋转控制转台Ⅱ组成，且CCD相机Ⅱ置于旋转控制转台Ⅱ之上；
所述计算机处理与控制系统由计算机处理系统和转台控制系统组成，其中计算机处理系统一端通过数据线分别与CCD相机Ⅱ、CCD相机Ⅰ连接，另一端分别与电寻址液晶Ⅰ及电寻址液晶Ⅱ相连接，转台控制系统分别与旋转控制转台Ⅰ及旋转控制转台Ⅱ相连接。
所述CCD相机Ⅰ为可见光近红外CCD相机。
所述CCD相机Ⅱ为可见光CCD相机。
接收联合变换功率谱信息时，所述CCD相机Ⅰ放置在傅里叶变换透镜Ⅰ的后焦面上。
接收相关峰信息时，所述CCD相机Ⅱ放置在傅里叶变换透镜Ⅱ的后焦面上。
接收近红外与可见光偏振信息时，所述CCD相机Ⅰ和CCD相机Ⅱ分别放置在近红外偏振组件的出射光路上和可见光偏振组件的出射光路上。
通过上述设计方案，本实用新型可以带来如下有益效果：本实用新型提供一种用于海雾环境观测的双波段主动偏振目标识别系统，采用传统联合变换相关器的探测原理，结合偏振及红外探测的优点，将现有被动探测方式转化为主动偏振探测，从而提高目标探测几率。并且考虑外场环境下尽量简化实验器件的需求，在发射系统中，采用分光的方式，仅采用一个光源完成主动探测与目标识别，在接收系统中，采用旋转控制转台，使系统中需要的4个探测器简化为2个，简化系统光路，在保障目标识别质量的前提下，系统所用器件最少，操作简便，易于实现，使应用光学相关识别技术对海雾环境下目标的识别成为可能。
附图说明
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
图1本实用新型用于海雾环境观测的双波段主动偏振目标识别系统的结构示意图。
图中：1-光源、2-第一分光系统、3-主动偏振发射系统、31-偏振起偏组件、32-滤光片、33-光学望远物镜、4-准直扩束系统、41-显微物镜、42-针孔、43-准直物镜、5-第二分光系统、6-双波段偏振探测系统、61-望远物镜、62-半反半透镜、63-可见光偏振组件、64-近红外偏振组件、7-联合变换功率谱产生系统、71-电寻址液晶Ⅰ、72-傅里叶变换透镜Ⅰ、8-相关峰产生系统、81-电寻址液晶Ⅱ、82-傅里叶变换透镜Ⅱ、9-接收系统Ⅰ、91-CCD相机Ⅰ、92-旋转控制转台Ⅰ、10-接收系统Ⅱ、101-CCD相机Ⅱ、102-旋转控制转台Ⅱ、11-计算机处理与控制系统、111-计算机处理系统、112-转台控制系统。
具体实施方式
一种用于海雾环境观测的双波段主动偏振目标识别系统，如图1所示，包括光源1、第一分光系统2、主动偏振发射系统3、准直扩束系统4、第二分光系统5、双波段偏振探测系统6、联合变换功率谱产生系统7、相关峰产生系统8、接收系统Ⅰ9、接收系统Ⅱ10及计算机处理与控制系统11；
所述的光源1为连续激光光源，所在波段为可见光波段。
所述的一分光系统2和第二分光系统5都为半反半透镜，将一束光按能量为1:1的方式分为透射和反射两束。
所述主动偏振发射系统3由偏振起偏组件31、滤光片32及光学望远物镜33组成，其中偏振起偏组件31为可见光波段偏振片，通过旋转可调节不同的起偏方向，滤光片32可旋转用于调节出射光束能量，望远物镜33对发射光束进行扩束，可根据实际照射目标需求选择相应的扩束口径，用于照射海雾背景下的目标。
所述准直扩束系统4用于产生均匀准直扩束的平行光，准直扩束系统4由显微物镜41、针孔42及准直物镜43组成，其中针孔同时位于显微物镜的后焦面和准直物镜的前焦面处。
所述双波段偏振探测系统6由望远物镜61、半反半透镜62、可见光偏振组件63和近红外偏振组件64组成，其中可见光偏振组件63由可见光偏振片和液晶可变相位延迟器组成，近红外偏振组件64由近红外偏振片和液晶可变相位延迟器组成，通过控制液晶可变相位延迟器，可接受不同方向偏振信息。
所述联合变换功率谱产生系统7由电寻址液晶Ⅰ71和傅里叶变换透镜Ⅰ72组成，用于将记录的目标信息转化成频谱信息。
所述相关峰产生系统8由电寻址液晶Ⅱ81和傅里叶变换透镜Ⅱ82组成，用于将记录的频谱信息转化成相关峰信息，进行目标识别。
所述接收系统Ⅰ9由CCD相机Ⅰ91和旋转控制转台Ⅰ92组成，接收系统Ⅱ10由CCD相机Ⅱ101和旋转控制转台Ⅱ102组成，其中CCD相机Ⅰ91和CCD相机Ⅱ101分别置于旋转控制转台Ⅰ92和旋转控制转台Ⅱ102之上，通过旋转控制转台Ⅰ92和旋转控制转台Ⅱ102的旋转，分别控制CCD相机Ⅰ91接收来自双波段偏振探测系统6中的近红外偏振信息或联合变换功率谱信息及CCD相机Ⅱ101接收接收来自双波段偏振探测系统6中的可见光信息或相关峰信息；要求在接收联合变换功率谱信息和相关峰信息时，两个CCD相机分别放置在联合变换功率谱产生系统7中傅里叶变换透镜Ⅰ72的后焦面和相关峰产生系统8中傅里叶变换透镜Ⅱ82的后焦面上；在接收近红外与可见光偏振信息时，两个CCD相机分别放置在双波段偏振探测系统6的近红外偏振组件64和可见光偏振组件63的出射光路上，其中接收近红外偏振组件64的信息和联合变换功率谱信息的CCD相机Ⅰ91为可见光近红外CCD相机，接收可见光偏振组件63的信息和相关峰信息的CCD相机Ⅱ101为可见光CCD相机。
所述计算机处理与控制系统11由计算机处理系统111和转台控制系统112组成，其中计算机处理系统111一端通过数据线分别与CCD相机Ⅰ91、CCD相机Ⅱ101连接，另一端分别与联合变换功率谱产生系统7中的电寻址液晶Ⅰ71及相关峰产生系统8中的电寻址液晶Ⅱ81相连接；转台控制系统112与两个接收系统中的旋转控制转台Ⅰ92和旋转控制转台Ⅱ102相连接。
具体实现步骤：
步骤一、由转台控制系统112调节接收系统Ⅰ9和接收系统Ⅱ10中的旋转控制转台Ⅰ92和旋转控制转台Ⅱ102位置，分别使CCD相机Ⅰ91放置在接收系统Ⅰ9中的A位置，对准双波段偏振探测系统6中的近红外偏振组件64，CCD相机Ⅱ101放置在接收系统Ⅱ10的A位置，对准双波段偏振探测系统6中的可见光偏振组件63，使主动偏振发射系统3中的光学望远物镜33对准待识别目标，调节偏振起偏组件31的起偏角度，开启光源1，进行主动照射；
步骤二、双波段偏振探测系统6中的望远物镜61接收目标信息，由半反半透镜62分为两束，调节可见光偏振组件63由CCD相机Ⅱ101接收可见光信息，调节近红外偏振组件64由CCD相机Ⅰ91近红外偏振信息，输入到计算机处理系统111中，进行偏振度、偏振角及偏振斯托克斯参量的融合。
步骤三、再次调节转台控制系统112使接收系统Ⅰ9和接收系统Ⅱ10中的旋转控制转台Ⅰ92和旋转控制转台Ⅱ102置于接收系统Ⅰ9和接收系统Ⅱ10中的B位置，且分别处在傅里叶变换透镜Ⅰ72和傅里叶变换透镜Ⅱ82的后焦面上；将预先存储在计算机处理系统111中的识别模板与目标偏振融合图像一同输入到联合变换功率谱产生系统7的电寻址液晶Ⅰ71中，由傅里叶变换透镜Ⅰ72进行傅里叶变换，得到的联合变换功率谱由CCD相机Ⅰ91探测，输入到计算机处理系统111中；
步骤四、将存储在计算机处理系统111中的联合变换功率谱输入到电寻址液晶Ⅱ81中，由傅里叶变换透镜Ⅱ82进行傅里叶逆变换，得到的相关峰由CCD相机Ⅱ101探测，输入到计算机处理系统111中，通过相关点的亮度进行目标识别，目标与模板中匹配的信息越多，则相关点越亮，当目标与模板完全相同时，则相关点得到最大亮度。
综上所述，本实用新型提供一种用于海雾环境观测的双波段主动偏振目标识别系统，采用传统联合变换相关器的探测原理，结合偏振及红外技术在目标探测中的优势，将现有被动探测方式转化为主动偏振探测，从而提高目标探测几率。